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1、第八章第八章 新型汽车技术新型汽车技术发展的原因：发展的原因：目前汽车保有量持续增加，燃油消耗曾加；尾气污染日益严重（NOx，HC）；CO2引起全球温室效应；石油资源枯竭；石油价格上升，对国外石油资源的依赖程度增加；各国相继开始对新型汽车技术研究和开发。电动汽车电动汽车特点：特点：电动汽车能广泛的使用各种能源；电动汽车能广泛的使用各种能源；能量的利用率高，节约能源；能量的利用率高，节约能源；电动汽车是零排放汽车；电动汽车是零排放汽车；结构简单，维修方便。结构简单，维修方便。电动汽车电动汽车 根据所使用的基本动力能源不同，电动汽车分为蓄电池电动汽车蓄电池电动汽车（EV）混合动力电动汽车混合动力电
2、动汽车（HEV）燃料电池汽车燃料电池汽车（FCEV）蓄电池电动汽车（蓄电池电动汽车（EV）主要由电池组、控制系统、驱动系统电池组、控制系统、驱动系统及安全保护系统等组成。电池组转向系统辅助电器电动机控制系统电池管理转向控制汽车辅助电器控制信号处理节气门制动驱动电动机控制系统蓄电池电动汽车结构组成EV工作原理工作原理在EV中保存了加速踏板、制动踏板和各种操作手柄等其在工作的时候，传感器将加速踏板、制动踏板机械位移的行程量转换为电信号，输入中央控制器经中央控制器处理后发出驱动信号。混合动力电动汽车（混合动力电动汽车（HEV）HEV是将内燃机、电动机内燃机、电动机与一定容量的蓄蓄电池电池通过控制系统
3、相组合。电动机可补充提供车辆起步、加速时所需转矩，又可以存储吸收内燃机富余功率和车辆制动能量，从而可大幅度降低油耗大幅度降低油耗，减少污染物排放。混合动力汽车虽然没有实现零排放，但其动力性、经济性和排放等综合指标能满足当前苛刻要求，可缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。在美国，克林顿政府克林顿政府上台不久，为了开发新一代汽车，由美国政府促进，于1993年9月29日发起了新一代汽车伙伴计划即PNGV，目标是开发低油耗的混合动力汽车。然而该计划最终被废止，没有达到预订的2005年左右推出商品化的混合动力汽车的目标。日本丰田率先将混合动力车商品化，于1997年推出Prius，随后的时间里，多家日
4、本汽车公司实现了多款混合动力的商品化。随后，本田公司也推出了其混合动力汽车Insight。丰田是全世界第一台 正式批量生产的混合 动力车的制造者，自 从1997年开始，Prius 就开始在日本销售。该车自重1515kg，装用 顶置凸轮轴四缸，1500cc 排量汽油机，最大功率426kW4600rmin，带永磁无刷发电机，驱动电机亦为永磁无刷的额定功率30kW，采用氢镍电池，实现串并联控制方式，百公里油耗为34L，比原汽油车减少了一半，C O2排量也相应减少了一半，C O、HC、NOX仅为现行法规允许值的10，售价每辆216万日元（约15000美元）。串联式动力：串联式动力由发动机、发动机、发电
5、机和电动机发电机和电动机三部分动力总成组成。发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。串联式结构适用于城市内频繁起步频繁起步和低速运行低速运行工况，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。但是它的缺点缺点是能量几经转换，机械效率较低。串联式结构 并联式动力：并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统分属两套系统。可以分别独立地向
6、汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动共同驱动又可以单独驱动单独驱动。当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速度，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动发电机组电动发电机组。由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。并联式结构 混合动力汽车的优点是：混合动力汽车的优点是：1.采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电
7、池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。2.因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零零”排放。4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。我国在“八五”和“九五”期间都有计划地开展了电动汽车的关键技术攻关和整车研制，在此基础上也进行了混台动力电动汽车的若干技术领域的开发。清华大学在混合动力
8、电动汽车关键技术和系统及理论方面作了许多工作，1995年就开始这方面的研究。到目前为止国内已有几个单位试制出了混合动力电动汽车的样车，如长安，奇瑞，一汽，上汽等。国内混合动力汽车的发展：国内混合动力汽车的发展：1）最高车速160km/h，加速性能优于同类内燃机汽车；2）最大爬坡度35%；3）燃油经济性：燃油经济性：6.8L/100km（与同级别车型相比，降低油耗20%以上）。4）排放限值满足国IV要求；5）车外噪声(加速时最大)不大于74dB。6）长安杰勋HEV的售价将在18万元-20万元左右 。长长安杰安杰勋勋HEVHEV混合混合动动力力车车 燃料电池电动汽车（燃料电池电动汽车（FCEV）利
9、用氢和氧在燃料电池中的反应发电作为动力的电动汽车称为燃料电池电动汽车。优点：优点：1.产生电能的过程不生产任何污染物。2.氢作为一种能源，尽管是以水这样的化合物存在，但取之不尽。3.节约矿物资源并减少二氧化碳减少二氧化碳的排放。燃气汽车以燃气为燃料的汽车称为燃气汽车目前常用的燃气汽车有：1.压缩天然气汽车（CNGV）2.液化石油气汽车（LPGV）1.有害气体排放低 其都为气态，容易与空气混合形成均匀的可燃混合气，燃烧完全，可以大幅度减低CO、HC和微粒的排放，而且由于CNG和LPG的火焰温度低，NOx的排放也相应减少。2.热效率高 CNG辛烷值高达130，LPG也在100左右，燃用CNG和LP
10、G可提高发动机的压缩比，获得较高的发动机热效率。3.冷启动性能和低温运转性能良好。4.可以延长润滑油更换周期。CNGVCNGV和和LPGVLPGV的优点：的优点：1.储运性能差 常温下其为气态，体积大，目前采用将CNG压缩到20MPa高压或将LPG压缩到1.6MPa，充入车用气瓶内储运，这些既增加了汽车自重，又减少了载货空间。2.一次充气的续驶里程短续驶里程短。3.动力性下降 其均呈气态进入气缸，使发动机充气系数降低。CNGVCNGV和和LPGVLPGV的缺点：的缺点：其它新型清洁燃料汽车汽车新技术汽车自动导航系统汽车自动导航系统自动导航意义：自动显示车辆的行驶位置，可对驾驶员选择的目的地给出
11、最佳的行驶线最佳的行驶线路路，还可以方便地实现特殊车辆的跟踪、检视、以及对被盗车辆的定位查找定位查找。采用的技术：主要由GPS卫星导航技术、航航位推算位推算（Dead reckoning）、地图匹配（Map mapping）等。车距自动保持系统车距自动保持系统车辆行驶过程中，通过安装在车身前部的微波雷达传感器微波雷达传感器，实现车距的自动检测功能，并能自动控制油门和制动装置，与前方车辆保持设定的间距，保证行车安全。周边车辆危险报警系统周边车辆危险报警系统通过车载微波雷达微波雷达随时对周围车辆的运行状态进行监视，当发现周围的车辆与自己的车辆距离过近时，会自动发出警报，提醒驾驶员注意。汽车防碰撞系
12、统汽车防碰撞系统该系统由驾驶环境识别、行车状况检测、潜在危险评估、危险情况警示、刹车制动控制系统等组成，以避免碰撞事故的发生或减轻碰撞事故发生后的危害。汽车自动驾驶技术汽车自动驾驶技术在路面下每隔一定距离埋设专用磁铁或其他装置，在车辆的前后保险杠配置磁铁传感器，接受路面专用磁铁的信息反馈；车辆行驶电脑或传感器调控，交通信息通过车辆和路旁电脑系统交流；实现自动驾驶后，车辆的行驶速度最高可达200km/h，车辆之间的车距也可大大缩短。驾驶员状态检测系统驾驶员状态检测系统可对驾驶员在驾驶过程中的精神状态进行监控。通过安装在驾驶员前面的传感，器随时对驾驶员的操作、眼睛的活动进行监视，当发现异常时会报警
13、，严重情况下会自动关闭发动机自动关闭发动机，以保持驾驶员的安全性。声控技术声控技术随着汽车功能的增加，车内不仅装有收音机、CD机、车载电话等系统，驾驶员还可以借助车内设备，通过卫星通信设备联通计算机网络，进行上网和收发邮件工作。在这种情况下，进行声音控制就成了必然的选择，驾驶员只要发出相应的命令，就可以完成这些操作，从而大大提高方便性。电子控制转向系统电子控制转向系统根据发动机转速或车速，将转向动力放大倍数，使汽车在停车或低速行驶时转动方向盘所需的力减少，车辆高速行驶时所需的力增大，从而提高车辆操纵的轻便性和行车安全性。电控四轮驱动技术（电控四轮驱动技术（4WD）该技术可以充分利用整车重力产生
14、着力，驱动力大，并能防止汽车在较差路面上行驶或爬坡时打滑，避免事故的发生，提别是在汽车高速转弯时，使4WD自动结合，从而提高汽车的安全性。汽车电子稳定程序（汽车电子稳定程序（ESP）该程序负责恒时监控汽车的行驶状态，在紧急躲避障碍物或转弯时出现不足转向或过渡转向时，自动地向一个或多个车轮施加制动力，使车辆避免偏离理想轨迹。智能运输系统智能运输系统智能运输系统的概念智能运输系统的概念智能运输系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）就是采用先进的电子技术、信息技术、通信技术等高新技术，对传统的交通运输系统及管理体制进行改造，从而形成一种信息化、智能化、社会化的新型现代交通系统。智能运输系统的主要内容智能运输系统的主要内容智能信息服务子系统智能车辆子系统智能道路子系统智能交通子系统谢谢！谢谢！